Определение размеров фундамента колонны к-4

Нагрузки по обрезу фундамента колонны типа К–4(500/1000):

Первая комбинация : N₀₁₁=1035 кН, M₀₁₁=17 кНм, Q₀₁₁=2,3 кН.

Первоначально вычисляем ориентировочные размеры подошвы отдельно стоящего фундамента, как центрально загруженного:

A₀= N₁₁/(R₀-d)= N₀₁₁/(R₀-d)=(1035*2)/(150-22*1.65)=17.44 м², где

b₀=A₀/1.4 => l=1.4b

b₀=17.44/1.4=3.6 м; b₀/2= 1,8м.

g₁₁=( ₁₁₁* h₁ + ₁₁₂* h₂ + _sb* h₃) / (h₁ +h₂ +h₃) = (17.9*0.35 +18.01*1.45)/(0.35+1.45)=17.98 кН/м³

R₁=(_c1_c2/k)[M_k_zb₁₁+M_qd₁₁₁+M_cc₁₁] = (1.25*1.0)/11.25*1*3.6*17.98+ +5.97*1.6*17.9=315 кПа

₁=(R₁-R₀)/R₁*100%=(315-150)/315*100%5%;

Корректировка :

A₁= N₁₁/(R₁-₁₁d)=(1035*2)/(315-20*1.65)=7.34 м²

b₁=7.34/1.4=2.28м, принимаем 2,4м и l=2.4*1.4=3.3м, принимаем 3,0м.

g₁₁=( ₁₁₁* h₁ + ₁₁₂* h₂ + _sb* h₃) / (h₁ +h₂ +h₃) = (17.9*0.35 +18.01*0.85)/(0.35+1.45)=11.98 кН/м³

R₂=(_c1_c2/k)[M_k_zb₁₁+M_qd₁₁₁+M_cc₁₁]= =(1.25*1.0)/11.25*1*2.4*11.98+5.97*1.6*17.9=259 кПа,

₂=(R₂-R₁)/R₂*100%=(259-315)/315*100%>10%;

Корректировка :

A₂= N₁₁/(R₁-₁₁d)=(1035*2)/(259-20*1.65)=9.16 м²

b₂=9.16/1.4=2.55м, принимаем 2,7м и l=2.7*1.4=3.58м, принимаем 3,6м.

g₁₁=( ₁₁₁* h₁ + ₁₁₂* h₂ + _sb* h₃) / (h₁ +h₂ +h₃) = (17.9*0.35 +18.01*1.00)/(0.35+1.45)=13.49 кН/м³

R₃=(_c1_c2/k)[M_k_zb₁₁+M_qd₁₁₁+M_cc₁₁]= =(1.25*1.0)/11.25*1*2.7*13.49+5.97*1.6*17.9=271 кПа,

₃=(R₃-R₂)/R₃*100%=(271-259)/271*100%<10%;

Принимаю размеры фундамента под колонну К-4: b/l=2.7/3.6м,

с R=271 кПа. Конструирую тело фундамента:

Давление по подошве фундамента:

p₁₁=N₁₁/b*l+_mt*d+p_q=2070/2.7*3.6+20*1.6+25=279.96 кН/м² > R=271 кПа, (расхождение 6.6% < 10%);

Расчетная ситуация (без нагрузки):

N₁₁=2*N₀₁₁ +N_c11=1035*2+0=2070 кН,

M₁₁=M₀₁₁+Q₀₁₁*h_f +N_c11*e_c =17+2.3*1.5+0=20.45 кН*м,

e=M₁₁/(N₁₁+_mt*d *l*b)=20.45/(2070+20*1.6*3.6*2.7)=0.009м < l/6=3.6/6=0.6м– эксцентриситет приложения нагрузки;

Давления по граням фундамента (краевые давления):

p_max=N₁₁/A+_mt*d+M₁₁/W+P_q =2070/2.7*3.6+20*1.6+20.45/2.7*3.6²+25=

=270кПа< 1.2R=1.2*271=325 кПа

Вторая комбинация : N₀₁₁=818 кН, M₀₁₁=93 кНм, Q₀₁₁=6 кН.

Расчетная ситуация (без нагрузки):

N₁₁=2*N₀₁₁ +N_c11=2*818+0=1636 кН,

M₁₁=M₀₁₁+Q₀₁₁*h_f +N_c11*e_c =93+6*1.5+0=96 кН*м,

e=M₁₁/(N₁₁+_mt*d *l*b)=96/(1636+20*1.6*3.6*2.7)=0.049м < l/6=3.6/6=0.6м– эксцентриситет приложения нагрузки;

Давления по граням фундамента (краевые давления):

p_max=N₁₁/A+_mt*d+M₁₁/W+Р_q =1636/2.7*3.6+20*1.6+96/2.7*3.6²+25=

=228кПа< 1.2R=1.2*271=332 кПа

Конструируем фундамент, выполняя следующие требования: минимальная высота ступени 300 мм, шаг 150 мм; минимальный вылет ступени 150 мм, шаг 150 мм.

Рисунок 13 – План и разрезы фундамента ФМ-4

Определение размеров фундамента колонны к-5

Нагрузки по обрезу фундамента колонны типа К–5(500/1000):

Первая комбинация : N₀₁₁=468 кН, M₀₁₁=20 кНм, Q₀₁₁=0,6 кН.

Первоначально вычисляем ориентировочные размеры подошвы отдельно стоящего фундамента, как центрально загруженного:

A₀= N₁₁/(R₀-d)= (N₀₁₁+N_с11 )/(R₀-d)=(468+9.85)/(150-22*1.65)=4.3 м²

– нагрузка от фундаментной балки (принимаем фундаментные балки марки 3БФ6-21 длиной 4,75 м, m=1,0т и 3БФ6-27 длиной 4,45 м, m=0,97 т)

=( ₁+ ₂)/2=(10+9,7)/2 =9,85кН

b₀=A₀/1.4 => l=1.4b

b₀=4.3/1.4=1.8 м ; b₀/2= 0,9м.

g₁₁=( ₁₁₁* h₁ + ₁₁₂* h₂ + _sb* h₃) / (h₁ +h₂ +h₃) = (17.9*0.35 +18.01*0.55)/(0.35+0.55)=17.99 кН/м³

R₁=(_c1_c2/k)[M_k_zb₁₁+M_qd₁₁₁+M_cc₁₁] = (1.25*1.0)/11.25*1*1.8*17.99+ +5.97*1.6*17.9=264 кПа

₁=(R₁-R₀)/R₁*100%=(264-150)/264*100%10%;

Корректировка :

A₁= N₁₁/(R₁-₁₁d)=(468+9.85)/(264-20*1.65)=2.11 м²

b₀=2.11/1.4=1.22м, принимаем 1,5м и l=1.5*1.4=2.1м, принимаем 2,1м.

b₀/2= 0,75м.

g₁₁=( ₁₁₁* h₁ + ₁₁₂* h₂ + _sb* h₃) / (h₁ +h₂ +h₃) = (17.9*0.35 +18.01*0.4)/(0.35+0.55)=14.97 кН/м³

R₂=(_c1_c2/k)[M_k_zb₁₁+M_qd₁₁₁+M_cc₁₁]= =(1.25*1.0)/11.25*1*1.5*14.97+5.97*1.6*17.9=249 кПа,

₂=(R₂-R₁)/R₂*100%=(249-264)/249*100%<10%;

Принимаю размеры фундамента под колонну К-1: b/l=1.5/2.1м,

с R=249 кПа. Конструирую тело фундамента:

N_q11=(q*l*b)/2= 25*2.1*1.5/2=39кН,

е_q=l/4=2.1/4=0.525м,

e_c1=2,1/2-0,3/2=0,9м

e_c2=2,1/2+0,15/2=1,125м

Пролет здания 24м,

L=24/2=12м,

y₁=L+1/2*l =12+2.1/2=13.05м,

y₂=L =12м,

y₃=L-1/2*l =12-2.4/2=10.95м

b₀=24-l =24-2.1=21.9м

d=z=1.65м,

q=25кН,

N_c111=10кН ( табл.32),

N_c112=9,7кН ( табл.32),

Таблица 3 - К определению дополнительных давлений

№ точки	yм	y/b0	При z/b0=0,075
			kq	kq*q,кПа
1	L+1/2*l =13.05м	0.596	0.312	7.80
2	L =12м	0.548	0.407	10.18
3	L-1/2*l =10.95м	0.500	0.500	12.5

p_q=(7.8+12.5)/2=10.15кПа,

N₁₁=N₀₁₁+N_q11+N_c11=468+39+9,85=516,9 кН

Давление по подошве фундамента:

p₁₁=N₁₁/b*l+_mt*d+p_q=516,9 /1.5*2.1+20*1.6+10.15=229.36 кН/м²  R=249 кПа, (расхождение 7.9% < 10%);

Первая расчетная ситуация (с нагрузкой):

N₁₁=516,9 кН,

M₁₁=M₀₁₁+Q₀₁₁*h_f +N_c111*e_c1+N_c112*e_c2+N_q11*e_q =20+0,6*1.5+10*0.9+9,7*1,125+39*0.525=61.3 кН*м,

e=M₁₁/(N₁₁+_mt*d *l*b)=61.3/(516,9 +20*1.6*2.1*1.5)=0.098м < <l/6=2.1/6=0.35м– эксцентриситет приложения нагрузки;

Вторая расчетная ситуация (без нагрузки):

N₁₁=N₀₁₁ +N_c11=468+9,85=477,9 кН,

M₁₁=M₀₁₁+Q₀₁₁*h_f + N_c111*e_c1+N_c112*e_c2=20+0,6*1.5+10*0.9+9,7*1,125=40.8 кН*м,

e=M₁₁/(N₁₁+_mt*d *l*b)=40.8/(477,9+20*1.6*2.1*1.5)=0.063м < l/6=2.1/6=0.35м– эксцентриситет приложения нагрузки;

Давления по граням фундамента (краевые давления):

1 ) p_max=N₁₁/A+_mt*d+M₁₁/W+k_maxq*q=

516,9/1.5*2.1+20*1.6+61.3/1.5*2.1²+12.5=221кПа< 1.2R=1.2*249=299 кПа

2 ) p_max=N₁₁/A+_mt*d+M₁₁/W =477,9/1.5*2.1+20*1.6+40.8/1.5*2.1²=

=193кПа< 1.2R=1.2*249=299 кПа

Вторая комбинация : N₀₁₁=294 кН, M₀₁₁=67 кНм, Q₀₁₁=3 кН.

Первая расчетная ситуация (с нагрузкой):

N₁₁=N₀₁₁+N_q11+N_c11=294+39+9,85=342,9 кН,

M₁₁=M₀₁₁+Q₀₁₁*h_f +2*N_c11х*e_cх+N_q11*e_q =67+3*1.5+10*0.9+9,7*1,125+39*0.525=111.9 кН*м,

e=M₁₁/(N₁₁+_mt*d *l*b)=111.9/(342,9+20*1.6*2.1*1.5)=0.247м < l/6=2.1/6=0.35м– эксцентриситет приложения нагрузки;

Вторая расчетная ситуация (без нагрузки):

N₁₁=N₀₁₁ +N_c11=294+9,85=303,9 кН,

M₁₁=M₀₁₁+Q₀₁₁*h_f + N_c111*e_c1+N_c112*e_c2=67+3*1.5+10*0.9+9,7*1,125=91.4 кН*м,

e=M₁₁/(N₁₁+_mt*d *l*b)=91.4/(303,9+20*1.6*2.1*1.5)=0.221м < l/6=2.1/6=0.35м– эксцентриситет приложения нагрузки;

Давления по граням фундамента (краевые давления):

1 ) p_max=N₁₁/A+_mt*d+M₁₁/W+k_maxq*q=342,9/1.5*2.1+20*1.6+111.9/1.5*2.1²+12.5=

=173кПа< 1.2R=1.2*249=299 кПа

2 ) p_max=N₁₁/A+_mt*d+M₁₁/W =303,9/1.5*2.1+20*1.6+91.4/1.5*2.1²=

=145кПа< 1.2R=1.2*249=299 кПа

Конструируем фундамент, выполняя следующие требования: минимальная высота ступени 300 мм, шаг 150 мм; минимальный вылет ступени 150 мм, шаг 150 мм.

Рисунок 14 – План и разрезы фундамента ФМ-5